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Schälbrenner mit einer Mehrzahl Fron Brennerdüsen für Sauerstoff und
Brenngas Die Beseitigung von Oberflächenfehlern bei rostsicheren Stählen ist eine
kostspielige und zeitraubende Angelegenheit und einer der erheblicheren Nachteile
bei der Herstellung von rostsicheren Stählen. Die Anwendung bekannter Pulverschälverfahren
trug zwar wesentlich zur Verminderung von Kosten und Zeit bei der Herstellung von
rostsicheren Stahlbarren oder -knüppeln bei, doch werden solche Schälpulververfahren
bei kalten Werkstücken und bei weit unter Walzgeschwindigkeiten liegenden Geschwindigkeiten
durchgeführt.
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Unter dem Ausdruck »rostsichere Stähle« werden Stähle mit bis zu 20%
Chrom und bis zu 15% Nickel verstanden, die gegenüber üblichen Schälverfahren mit
Sauerstoff-Azetylen-Flamme beständig sind.
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Frühere Versuche zum Schälen oder Hobeln warmer, rostsicherer Stähle
waren aus einer ganzen Anzahl von Gründen nicht erfolgreich; einer der Gründe besteht
darin, daß die heiße Schlacke in der Flammenschälzone, die nach vorn auf das warme
Werkstück geschleudert wird, zäh anhaftet und sich mit dem warmen Werkstück verschweißt.
Wird dagegen ein kaltes Werkstück verwendet, so haftet die heiße auf die kalte Oberfläche
fallende Schlacke nicht an, sondern wird in einen brüchigen oder bröckeligen Zustand
hinein abgeschreckt, so daß sie leicht entfernt werden kann.
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Als weiteres Problem stellte sich bei den bisherigen Versuchen, warme
rostsichere Stähle zu schälen, die Schwierigkeit der Verteilung des Pulvers über
die handelsüblichen Breiten der Werkstücke entgegen; insbesondere erwies es sich
als schwierig, das Pulver gleichförmig über eine Anzahl von Auslaßöffnungen zu verteilen.
Wenn gasgetragenes Pulver horizontal geleitet wird, ist es bestrebt, sich durch
die Schwerkraft abzusondern, und wenn es im Bogen geführt wird, sucht es sich durch
die Zentrifugalkraft abzuscheiden.
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Eine falsche Pulverzuteilung ergibt kostspielige Metallverluste durch
Abnahme von zuviel Metall durch zu tiefe Schnitte. Entgegen dem erwarteten Ergebnis
führt zuwenig Pulver unterhalb eines kritischen Grades an beliebigen Stellen auf
dem Werkstück zu überschüssigem Metall längs einer Nut, und zuwenig gleichmäßig
über die Oberfläche verteiltes Pulver führt zu Schnitten, die zu tief sind, und
erzeugt außerdem eine unerwünschte rohe unregelmäßige Oberfläche. Andererseits verzehrt
zuviel Pulver den Sauerstoff und läßt zuwenig davon für die Verbrennung des Stahles
übrig.
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Bekannt ist ein Schälbrenner, bei welchem die Zuführung des Pulverstromes
mittels einer breiten, mit Falten versehenen Pulverdüse mit einer geneigten Durchtrittswandung
erfolgt, die einen verhältnismäßig flachen, dünnen Pulverstrom aus der Pulveröffnung
austreten läßt. Hierbei soll es auch zweckmäßig sein, den Pulverstrom in eine Mehrzahl
gesonderter und im wesentlichen gleicher Ströme aufzuteilen. Jedoch wird ausdrücklich
auf die Schwierigkeit hingewiesen, jede Auslaßleitung mit der gleichen Menge von
Pulver zu beliefern. Wegen dieser Schwierigkeiten wurde die mit Falten versehene
Pulverdüse vorgeschlagen, mittels deren es gelingt, das Pulver im wesentlichen über
die Breite der Öffnung zu verteilen, vorausgesetzt allerdings, daß sich diese Breite
in mäßigen Grenzen hält. Andernfalls müßte der Pulverstrom in eine Mehrzahl gleichmäßiger
Teilströme zerlegt werden, eine Aufgabe, die bisher immer als schwierig bezeichnet
wurde.
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Bei dem Schälbrenner nach der Erfindung, der eine Mehrzahl von Brennerdüsen
für Sauerstoff und Brenngas sowie eine Zuleitung für in den Flammkegel der Düsen
durch ein Trägergas zu blasendes Pulver aufweist, werden die Nachteile der bekannten
Ausführungen vermieden, und es wird die erforderliche gleichförmige Verteilung des
pulverisierten Brennstoffes auch auf größere Breiten erreicht sowie auch ein Schälen
oder Hobeln warmer rostsicherer Stähle ermöglicht, indem ein Anschluß für einen
zusätzlichen Gasstrom kurz vor der Mündung der Zuleitung für das Pulver vorgesehen
wird. Durch diesen
entsprechend angeordneten Anschluß wird die Geschwindigkeit
des Pulverstromes kurz vor Austritt des Pulvers aus den Düsen erhöht. Dies erleichtert,
wie gefunden wurde, tatsächlich die Entfernung der Schlacke beim Schälen warmer
Stähle; es bewirkt ferner eine gleichmäßige Verteilung des Zusatzpulvers im Gasstrom.
Hierdurch wird die Verteilung des Zusatzpulvers auf Schälbreiten von über 7,5 crn
überhaupt erst möglich.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung
sind aus den Darstellungen eines Ausführungsbeispieles sowie aus der folgenden Beschreibung
zu ersehen. Es zeigt Fig. 1 eine schematische Ansicht der Einrichtung zum Schälen
oder Hobeln warmen rostsicheren Stahles unter Anwendung von eisenhaltigem Metallpulver
nach der Erfindung, Fig.2 einen Aufriß des Schälkopfes nach der Fig. 1, Fig. 3 einen
Teilschnitt des Pulververteilers, Fig. 4 einen Querschnitt nach der Linie 4-4 der
Fig. 3, Fig. 5 einen Teilschnitt des Luftinjektors.
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Die Schälvorrichtung S ist auf einem Träger oberhalb des Weges des
Werkstückes W angebracht, z. B. einer warmen Platte aus rostsicherem Stahl, die
vorzugsweise bei Walztemperaturen und -geschwindigkeiten geschält werden soll. Die
Vorrichtung S weist eine verhältnismäßig flache Pulverdüse 10 auf einem entsprechend
gestalteten Schälkopf 12 auf, der mit einer Mehrzahl von flachen, schlitzförmigen
Düsen 14 zur Bildung eines verhältnismäßig flachen Stromes 20 von handelsüblichem
reinem Sauerstoff gegen das Werkstück W ausgerüstet ist sowie obere und untere Reihen
von Auslässen 16 und 18 zum Austreiben vorgewärmter Gasflammen in die Umgebung des
schälenden Sauerstoffstromes besitzt. Die vorwärmenden Gasflammen 22 und 24 erstrecken
sich oberhalb und unterhalb des Sauerstoffstromes 20 und bilden schneidenförmige
Winkel mit der Werkstückoberfläche 25.
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Der Sauerstoff wird dem Kopf 12 und den geschlitzten Düsen 14 aus
einer Sauerstoffquelle unter Druck zugeführt. Gleichzeitig .,wird ein brennbares
Gas den Auslaßöffnungen 16 und 18 für die vorwärmende Flamme zugeleitet. Die Pulverdüse
10 ist unmittelbar auf dein Blasrohrdüsenkopf 12 angebracht und weist einen metallischen
Rumpf 34 sowie einen metallischen Deckel 36 auf, die mittels Bolzen miteinander
verbunden sind. Der Rumpf 34 und der Deckel ; 36 haben zusammenlaufende innere `,Brandungen
(Fig. 2) und besitzen einen Kanal oder ein Kanalpaar mit auseinanderlaufenden Seiten,
aber parallelen Achsen (Fig.1), die dicht und gleichförmig nebeneinander angeordnete
Schlitze 39 zum Austreiben eines verhältnismäßig flachen pulverbeladenen Trägergasstromes
40 bilden; das Gas kann ein beliebiges Gas, wie z. B. Luft. Stickstoff oder Sauerstoff,
sein. Die Auslaßseite der Pulverdüse 10 ist auf dein Blasrohrdüsenkopf 12 so angeordnet,
daß die Schlitze die voneinander gesonderten pulverbeladenen Träger_ gasstrÖme aus
flachen lhindtingen herauslassen, die oberhalb der oberen Stirnkante der Düse 12
angeordnet sind. Diese Ströme vereinigen sich und bilden den in Querrichtung kontinuierlichen
pulverbeladenen Gasstrom 40, der seinerseits mit dem Sauerstoffstrom 20 sowie mit
der Werkstückoberfläche 25 einen Schneidenwinkel bildet.
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Jeder Schlitz 39 steht mit einem einzelnen Zweigrohr 42 einer Batterie
solcher Rohre in Verbindung, ' die von einem Verteiler 44 kommen, der seinerseits
rnit einer pulverbeladenen Gaszufuhrleitung 45 verbunden ist. Diese Leitung 45 ist
mit einem Förderer 46, einem weiteren Förderer 47, einem luftbetätigten Drosselventil
48 versehen und schließlich mit einem Pulverspeisegerät 50 üblicher Bauart verbunden.
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Der Verteiler 44 ist aus den Fig. 3 und 4 zu ersehen und weist ein
zylindrisches Gehäuse 52 auf, das einen hohlen Einsatz 43 besitzt, der oben einen
mittigen Einlaß 53 hat, der mit der Zufuhrleitung 45 verbunden ist. Der Rumpf des
Gehäuses 52 ist mit einem Gummipfropfen 51 versehen, während eine Gruppe von Auslaßöflnungen
54 ringförmig und gleichförmig um diesen Pfropfen 51 angeordnet und mit den Zweigrohren
42 entsprechend verbunden ist. Der Einsatz 43 wird fest in seiner Stellung gehalten,
um unterhalb eine Verteilkammer zu bilden; in welcher der Pfropfen 51 einen Prallkörper
für" den hereinkommenden Pulverstrom bildet, um diesen auf die einzelnen Zweigrohre
42 zu verteilen.
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Die Förderer 46 und 47 sind im einzelnen aus der Fig.5 zu ersehen;
jeder ist mit einem hohlen Eintrittsring 55 ausgerüstet, welcher die Pulverleitung
45 umgibt und mit einem Preßlufteinlaßnippel 56 versehen ist, der finit einer unter
Druck stehenden Luftquelle verbunden wird. Innerhalb des Ringes 55 ist die Luft-Pulver-Leitung
45 mit langgestreckten; in der Bewegungsrichtung geneigten Bohrungen versehen, die
gleichmäßig verteilte Öffnungen 57 bilden, welche die zusätzliche Luft zur Erhöhung
der Geschwindigkeit in die gewünschte Richtung lenken; was bei dem Förderer 46 zur
Unterstützung der Verteilung des Pulvers geschieht.
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Nach der Fig. 1 ist weiter eine Wasserspeisedüse 58 zum Austreiben
eines flachen Wasserstromes 59 oberhalb und quer zur oberen Flüche des Werkstückes
ll-' vorgesehen, um die sich beim Schälen oder Nobeln bildende Schlacke abzulenken
und zu entfernen. Diese Düse ist etwa 15 bis 30 cm vor dem Düsenkopf 12 angeordnet.
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Im Betrieb wird die aus dem Speiser 50 stammende Mischung von Luft
und Pulver durch eine Leitung zu dein Drosselventil 48 geführt, von wo sie durch
den Förderer 47 strömt, welcher dem Speiser unmittelbar benachbart ist; der Zweck
des Förderers 47 ist, die Geschwindigkeit des Luft-Pulver-Gemisches zu steigern
und es luftgetragen zu machen. Diese Zunahme an Geschwindigkeit verhütet, daß sich
das Pulver durch Schwerkraft absetzt, wenn es vom Speiser horizontal hinwegströrnt.
Der Förderer 46 steigert noch einmal die Geschwindigkeit des Itrftgetragenen Pulverstromes
und bewirkt außerdem eine Durchwirbeltrng, die alles Pulver, das sich durch Zentrifugalkraft
in den Krümmungen der Pulverleitung -eschieden hat, wieder zur Verteilung bringt,
und , abt, l# außerdem bewirkt, daß es gleichförmig in der Leitung verteilt
wird, die zum Verteiler 44 führt. Vom Verteiler wird die Iuftgetragene Pulvermischung
in gleichmäßiger Weise auf die Vielfachauslässe 54 verteilt, von wo sie durch die
Batterie gleicher Leitungen 42 in die Schälzone durch die Pulverdüse 10 gelangt.
Die Vorteile des warmen Schälens von rostsicheren Stählen auf maschinellem Wege
mit der Einrichtung nach der Erfindung bestehen insbesondere auch darin, claß verhältnismäßig
glatte flache Oberflächen entstehen, die leicht auf tiefe Risse, Nähte, Stoßstellen
od. dgl. geprüft werden können und die sich in ein befriedigendes Band, Blech oder
Platte auswalzen lasen. Beispielsweise wurde warmer rostsicherer Stahl bei Geschwindigkeiten
bis zu 40 in pro Minute
geschält, ohne daß sich ein Verlust an Festigkeit
oder Stabilität ergab. Wenn das Vorwärmgas brennt, kann das Werkstück beinahe sofort
mit dem Pulverstrom beaufschlagt werden. Der Vorschlag ist hinsichtlich des verbrauchten
Pulvers sparsamer als kaltes Schälen.